Физиология человека и животных - как самостоятельная наука, объекты и методы исследования

1.

2.

3.

Физиология – наука о механизмах жизнедеятельности живых организмов,
задачей которой является изучение связей между функциональными
процессами и деятельностью организма как единого целого.
Физиология человека и животных – самостоятельная отрасль
науки, имеющая свои методы и объекты
Основной метод исследования:
эксперимент (острый - вивисекция и
хронический). Это целенаправленное
вмешательство
в
организм
для
выявления
воздействия
разных
факторов на его функции.
Объекты
исследования:
живые
организмы с их системами органов
(мыши, белые лабораторные крысы), а
также человек в дозволенных этических
рамках.

4.

Наблюдение – самый
древний научный
метод исследований.
Этот метод периода
Галена, Аристотеля,
Гиппократа (период до
нашей эры). Метод
основан на визуальном
наблюдении за
природой и
процессами
жизнедеятельности
живого организма,
метод рассуждений и
споров, основанный на
логическом мышлении
ученых той эпохи.

5.

6.

7.

8.

Иван Михайлович Сеченов (18291905 г.г.) – основатель российской
физиологической школы. Благодаря
ему
были
заложены
основы
развития
многих
областей
физиологии – изучение газов крови,
процессов утомления и «активного
отдыха», физиологических основ
психических процессов, открыт
феномен торможения в ЦНС.

9.

Основные разделы физиологии
Общая физиология
(общие проявления
жизнедеятельности,
метаболизм)
Прикладная
физиология
(закономерности
функционирования
организма в специальных
условиях)
Частная
физиология (изучает
свойства отдельных
тканей, органов,
особенности объединения
их в системы)
Физиология труда
Физиология питания
Возрастная физиология
Физиология спорта
Космическая физиология
Экстремальная физиология
Экологическая физиология

10.

тканевой
молекулярный
(молек. биология,
генетика)
клеточный
(цитология)
(гистология)
органный:
организменный:
органы и системы
органов
целостный организм в
взаимосвязи с
окружающей средой
(анатомия и физиология)
Физиология – наука, изучающая функционирование живых
организмов на различных функциональных уровнях.

11.

Ткань -
это филогенетически сложившаяся жизнеспособная интеграция клеток,
межклеточного вещества и неклеточных структур, объединенных общим строением,
происхождением, закономерностями развития, а также общностью выполняемых функций.
Классификация тканей (по фон Лейдигу)
Эпителиальные
Покровный
Соединительные
Железистый
Рыхлая
Со специальными
свойствами
Плотная
Жировая
Скелетная
(поперечнополосатая)
Скелетные
Хрящевые
Слизистая
Пигментная
Нервная
Ткани внутр. среды
(Кровь и лимфа)
Собственно соединительные
Волокнистые
Мышечные
Ретикулярная
Костные
Сердечная
Гладкая

12.

13.

1 этап (до н.э.) – этап натурфилософии (Гален, Аристотель,
Гиппократ)
2 этап – аналитическая физиология (Гарвей, Везалий, Левенгук,
Мальпигий, Декарт, Прохазка, Лавуазье, Борелли, Шейнер,
Галлер, Ломоносов, Дюбуа-Реймон, Людвиг, Сеченов, Марей,
Введенский, Гельмгольц, Вирхов, Павлов, Боткин, Бехтерев,
Вебер, Цион, Бернар, Овсянников, Миславский, Мажанди и др.)
3 этап – синтетическая физиология (19-начало 20 столетия,
клеточная теория, теория эволюции)
4 этап – современная физиология (с середины 20 столетия)

14.

15.

План:
1. Организм как единое целое. Системы регуляции организма.
1. Основные принципы существования живой системы:
– гетерохронность развития организма
– биологическая надежность
– гомеостаз

16.

«Живой организм – сложная
обособленная система, неразрывно
связанная с окружающей средой».
Эта система характеризуется
способностью к самовоспроизведению
и саморегуляции.
Регуляция
(управление в живых системах) –
это совокупность действий, производимых над
органами и системами, с целью достижения
положительного для организма результата.

17.

Регуляция –
совокупность физиологических механизмов,
обеспечивающих функционирование организма и согласованность
его функций в процессе взаимодействия с внешней средой.
Механизмы регуляции:
нервная регуляция
гуморальная регуляция
Саморегуляция
(местная регуляция сердца, почек)
генетически детерминированное автоматическое
самосогласованное выполнений различных функций и процессов на
уровне ткани, органа или системы, направленное на сохранение
относительного постоянства внутренней среды организма или
отдельного органа.

18.

19.

20.

Общие типы регуляции:
•Креаторная регуляция (самый древний способ, у
человека сохранился в печени)
•Гуморальная регуляция (жидкостная, у человека
на уровне полостей)
•Нервная регуляция
•Гормональная регуляция.

21.

Нервная
регуляция
основана на
управлении с помощью структур ЦНС и может
быть подразделена на:
соматическую регуляцию
автономную (вегетативную).
Соматическая связана с регуляцией
деятельности
скелетной
мускулатуры
и
анализаторов,
Автономная – с регуляцией деятельности
внутренних органов и поддержанием постоянства
внутренней среды организма – гомеостаза.
Нервная
регуляция
деятельности
органов
и
систем
осуществляется
посредством рефлексов – реакций организма на раздражение. Любой рефлекс
реализуется при обязательном участии нервной системы.
Регуляция соматических функций осуществляется только нервным путем, тогда как
для рефлекторной регуляции деятельности внутренних органов характерно и
гуморальное звено.

22.

• Гуморальная регуляция основана
на управлении деятельностью органа
или системы через специфические
рецепторы различных гормонов и
биологически активных веществ
(БАВ),
расположенных
в
соответствующем
органе-мишени.
Осуществляется
гуморальная
регуляция (лат. гумор – жидкость)
через кровь, лимфу и тканевую
жидкость.
Биологической активностью
обладают:

23.

гипофиз и эпифиз
щитовидная и
паращитовидные железы
тимус
надпочечники
поджелудочная железа
(островки Лангерганса)
половые железы
В процессе эволюции образовалась
особая
система
органов,
вырабатывающих активные химические
вещества – гормоны, регулирующие
жизнедеятельность организма.
Гормоны
вырабатываются
эндокринными
железами
или
специализированными
клетками,
расположенными в разных органах,
например в ЖКТ.
К эндокринным железам подходит
разветвленная сеть нервных волокон, их
деятельность регулирует НС, которой
принадлежит ведущая роль в регуляции.
Гуморальные факторы – звено в
нейрогуморальной регуляции.

24.

Особенности гуморальной и гормональной регуляции
Гуморальная регуляция
Гормональная регуляция
Осуществляется не специализированно,
участвуют все органы (печень, легкие,
почки).
Осуществляется системой специфических
органов (эндокринной или экзокринной).
Химическими реагентами являются
продукты распада (мочевина, лактат,
пируват)
Не имеет специфического эффекта.
Почти все продукты распада, попадая в
кровь, обладают сосудорасширяющим
свойством
Осуществляется специальными
химическими веществами – гормонами.
Гормональный эффект специализирован,
каждый гормон имеет определенную
клетку-мишень и орган-мишень (для
инсулина это клетки печени –
гепатоциты). Гормоны обладают
сосудосуживающим свойством
Единственное сходство 2 систем регуляции – это способ транспортировки веществ
(по крови)

25.

Сравнительная характеристика нервной и
гуморальной регуляции
Нервная регуляция
Осуществляется посредством нервных
импульсов
Нервные импульсы распространяются с
высокой скоростью (до 120 м/с)
Эволюционно более молодой вид
регуляции
Четкая локализация нервных влияний
через определенные нервные волокна
Гуморальная регуляция
Осуществляется с помощью БАВ
Химические вещества передвигаются
медленно, по пути частично разрушаются
или выводятся (max 0,5 м/с)
Старейший вид регуляции
Действие химического вещества не
локализовано, не ограничено опред-ным
местом
Более экономична, требует минимальных Требует много времени, не может
затрат энергии, т.к. мгновенно
включается и выключается
Ответ кратковременный
обеспечить быстрой и точной реакции на
раздражители
Ответ продолжительный (минуты и часы)

26.

Кибернетика – наука об управлении
Отличия живой материи от
неживой:
Наличие обмена веществ, т.е. метаболизма
Способность воспринимать раздражение,
отвечая на него рефлексом
Способность к воспроизводству себе подобных

27.

Основные биологические правила развития живого
(биологические законы)
Правило
гетерохронности
Правило
биологической
надежности
Правило
гомеостаза
Неравномерное
развитие органов
и систем в
процессе роста и
развития
организма
(см. возрастную
периодизацию)
Способность организма
выживать в
экстремальных ситуациях.
Наибольшая биол.
надежность у
новорожденных,
затем она начинает ↓
Способность организма
поддерживать свои
биохимические и
биофизические
показатели на
относительно
постоянном уровне

28.

Механизмы, обеспечивающие биологическую
надежность
Наличие
врожденного и
приобретенного
иммунитета
Дублирование
органов
(парные почки, легкие,
глаза) или
взаимозаменяемость
Многофункциональность
(в экстремальных условиях
орган выполняет
несвойственную функцию)
Регенерация за
счет митоза клеток
(в мышцах деление
сателлитов или
клеток-спутниц)
Наличие
функционального
резерва
(для экстремальных
ситуаций)

29.

Гомеостаз – относительное постоянство внутренней среды
организма (Клод Бернар,1878 г., У. Кеннон, 1929 г.)
Пластичные параметры
Жесткие параметры
кислотно-щелочной баланс (рH крови –
7,35-7,4, слабощелочная)
химический состав крови (К плазмы –
3,5-5,1 ммоль/л)
осмотическое давление электролитов
между жидкими секторами (конц-ция
NaCl – 0,9%)
уровень O2 (сатурация) - выше 95%
уровень глюкозы в крови (3,5-6,1
ммоль/л)
Hg CO2 (парциальное напряжение) 40 (в
арт. крови) - 46 (в вен. крови) мм/рт.ст.
температура тела: 36-37 º
АД: 110/70 либо 120/80 мм.рт.ст.
ЧСС: 60-80 уд/мин.
скорость оседания эритроцитов (СОЭ)
частота дыхания: 12-20 р/мин.
содержание гемоглобина: 120-140 г/л у
женщин, 130-160 г/л - у мужчин
количество форменных элементов
крови
концентрация Na в крови (136-146
мг/л)

30.

Принципы управления в живых системах
1.Принцип управления по отклонению.
Регуляция по отклонению является ведущей в организме. Это циклический механизм, при котором
всякое отклонение от оптимального уровня регулируемого показателя мобилизует соответствующие
органы и системы к его восстановлению.
Осуществляется с помощью системного комплекса – канала отрицательной обратной связи,
обеспечивающего усиление или ослабление тех или иных механизмов в случае чрезмерного отклонения
регулируемых показателей от оптимума. Пример: при повышении АД включаются регуляторные
механизмы, обеспечивающие его понижение, а при низком АД реализуются противоположные реакции.
2.Принцип управления по прогнозированию или опережению.
Встречается реже в организме. В соответствии с этим принципом для того, чтобы сохранить
регулируемый параметр на заданном уровне, деятельность объекта управления заблаговременно
изменяется на основании информации о предстоящем изменении условий.
Пример: при резком изменении температуры окружающей среды рецепторы улавливают эту
ситуацию, в результате еще до того, как возникнет смещение температуры крови, в исполнительных
органах происходят метаболические изменения, обеспечивающие поддержание постоянства
температуры крови.

31.

Принципы управления в живых системах
3.Принцип управления по возмущению.
Использование самого возмущения для выработки компенсирующего воздействия,
в результате которого регулируемый показатель возвращается к исходному
состоянию.
Пример: уменьшение парциального давления О2 в атмосферном воздухе при
подъеме на высоту является возмущающим воздействием для системы дыхания,
обеспечивающей оптимальное для метаболизма содержание кислорода в крови.
Увеличение частоты и глубины дыхания, скорости кровотока, количества
эритроцитов в крови отражает процессы регуляции по возмущению, направленные
на восстановление исходных показателей содержания кислорода.